Spin-off z UW uruchomił jedną z największych ekologicznych oczyszczalni w Polsce

W Gminie Brańszczyk uruchomiona została oczyszczalnia hydrofitowa, której potencjał pozwala obsłużyć 8 lokalnych miejscowości i 2300 mieszkańców. Działa ona w połączeniu ze zmodernizowaną tradycyjną oczyszczalnią biologiczno-mechaniczną i znacząco zwiększa możliwości oczyszczania ścieków pochodzących z terenów gminy. Warty łącznie blisko 6,5 mln zł projekt w formule „zaprojektuj i wybuduj” zrealizowała firma RDLS, spółka spin-off Uniwersytetu Warszawskiego działająca w konsorcjum z czeską firmą Dekonta. Obiekt powstał w miejscowości Udrzynek, na terenie wchodzącym w skład sieci objętych specjalną ochroną obszarów Natura 2000, co stanowiło istotne wyzwanie z punktu widzenia wykonawcy inwestycji. Środki na budowę oczyszczalni pochodziły w znacznej części z umorzonej w połowie pożyczki pozyskanej z Funduszu Ochrony Środowiska.

Budowa pasywnej oczyszczalni hydrofitowej w Udrzynku była największą inwestycją dokonaną w tej kadencji Rady Gminy Brańszczyk. Historia projektu sięga 2019 r., kiedy awarii uległa przestarzała i przeciążona oczyszczalnia biologiczno-mechaniczna. Ponieważ gminie groziły kary naliczane za odprowadzanie do środowiska nieoczyszczonych ścieków, konieczne było podjęcie zdecydowanych działań.

Celem prac było przeprowadzenie modernizacji istniejącej instalacji tradycyjnej, która pozwoliłaby zwiększyć możliwości oczyszczania i umożliwić podłączanie do niej kolejnych miejscowości z obszaru gminy. Stary obiekt obsługiwał tylko pięć miejscowości, a plany zakładały podłączenie kolejnych trzech. Przedsięwzięcie miało jednocześnie zapewnić odporność nawet na dwukrotnie większą od standardowej ilość odprowadzanych ścieków, jaka pojawia się w przypadku dużych opadów deszczu.

 – Podjęcie decyzji o rozbudowie starego obiektu o oczyszczalnię pasywną nie było łatwe. Technologia hydrofitowa w owym czasie nie była jeszcze tak popularna jak obecnie. Jednak z dzisiejszej perspektywy, w obliczu szalejącej inflacji i rosnących cen energii, okazuje się, że nie mogliśmy wybrać lepiej – mówi Wiesław Przybylski, Wójt Gminy Brańszczyk, inicjator i pomysłodawca rozbudowy tradycyjnej oczyszczalni o instalację hydrofitową. Inwestycja okazała się jednocześnie dla Gminy Brańszczyk bardzo korzystna finansowo. – Pożyczka w wysokości 5 mln zł pozyskana z Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska została w połowie umorzona. Gminie udało się już także odzyskać zapłacony VAT, co sprawia, że nowa oczyszczalnia kosztowała samorządowy budżet tylko 2,8 mln zł, co w odniesieniu do możliwości nowego obiektu i obecnej zmiennej sytuacji rynkowej jest kwotą niezwykle atrakcyjną – opowiada Wiesław Przybylski.

Projekt był realizowany w okresie od czerwca 2020 do czerwca 2022 r. – Wykonanie projektu przypadło na bardzo trudny czas. Zaczęliśmy w pandemii, a później trzeba było mierzyć się z konsekwencjami agresji Rosji na Ukrainę. Pomimo szalejącej inflacji inwestycję udało się zrealizować w pierwotnie zaplanowanym terminie i budżecie – mówi prof. Łukasz Drewniak z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego i jeden z założycieli spółki RDLS.

Tanio i efektywnie

Z punktu widzenia Gminy Brańszczyk największym wyzwaniem w zakresie oczyszczania ścieków był fakt, że stara biologiczno-mechaniczna oczyszczalnia nie tylko była przestarzała, ale miała ograniczone możliwości i działała w cyklach. Kiedy ilość ścieków znacząco się zwiększała, np. w przypadku ulewnych deszczy, stary obiekt nie mógł sobie z nimi poradzić.

Nowy, hybrydowy obiekt, rozszerzony o oczyszczalnię hydrofitową, rozwiązuje ten problem. Zmodernizowana oczyszczalnia biologiczno-mechaniczna nadal pracuje tak jak wcześniej, z tym że teraz nadmiar ścieków – pochodzący od nowo przyłączanych mieszkańców, a także powstający w wyniku ulew – trafia do oczyszczalni hydrofitowej, która jest w stanie obsłużyć zmienne ilości ścieków i działa w trybie ciągłym. Pozwala to gminie na podłączanie nowych miejscowości i eliminuje ryzyko przepełnienia oczyszczalni w przypadku deszczu, a w konsekwencji także ryzyko kar pieniężnych za odprowadzanie nieoczyszczonych ścieków do środowiska.

Z punktu widzenia samorządów jednym z największych wyzwań związanych z gospodarką ściekową są koszty – tak inwestycyjne jak i operacyjne. Utrzymanie tradycyjnych oczyszczalni mechaniczno-biologicznych jest kosztowne. Powodem tego jest m.in. z konieczność stosowania dużej liczby urządzeń mechanicznych, które zasilane są coraz droższą energią elektryczną i które trzeba serwisować. W przypadku obiektów pasywnych utrzymanie nie jest problemem. Koszty oczyszczania ścieków w takich instalacjach są niskie. Kształtują się na poziomie od 2-3 zł za 1 m3.

 – Zajmująca teren 1 ha i mająca dobową przepustowość 240 m3 oczyszczalnia hydrofitowa składa się z dwóch rodzajów filtrów – o przepływie pionowym i poziomym. Filtry o przepływie pionowym wyposażone w drobniejszy materiał filtracyjny są zraszane powierzchniowo i dzięki natlenianiu zapewniają skuteczne usuwanie zanieczyszczeń organicznych. W tych drugich warunki są w większości beztlenowe i pozwalają na eliminowanie związków azotu. Filtry oddzielone są od podłoża warstwą nieprzepuszczanej folii, która gwarantuje, że nic szkodliwego nie przedostanie się do środowiska – tłumaczy prof. Łukasz Drewniak.

 – W Udrzynku cały przepływ ścieków w obiekcie odbywa się grawitacyjnie. Dzięki temu można było ograniczyć liczbę pomp do trzech. Napowietrzanie ścieków odbywa się sposób pasywny w 6 studzienkach. To nie tylko oszczędność inwestycyjna, ale także niższe koszty serwisu i energii potrzebnej do ich działania. Cały proces oczyszczania jest praktycznie bezobsługowy. Wymaga jedynie okresowej interwencji człowieka – dodaje prof. Łukasz Drewniak.

Oczyszczone ścieki w Udrzynku w postaci czystej wody trafiają do pobliskiej rzeki. Jakość odprowadzanej wody z oczyszczalni hydrofitowej została przebadana i spełnia ona wszystkie normy środowiskowe.

Oczyszczalnie hydrofitowe idealnie sprawdzają się właśnie w modelu, jaki został zrealizowany w gminie Brańszczyk – jako rozszerzenie dla tradycyjnych oczyszczalni, które działają w wielu gminach i nie radzą już sobie z przyjmowaniem ścieków. Obiekty biologiczno-mechaniczne są przy tym kosztowne, bywają uciążliwe dla mieszkańców i odstraszają turystów. Instalacje pasywne w szczególności nadają się tam, gdzie ilość ścieków jest zmienna – sezonowo lub w ciągu tygodnia – oraz istnieją obawy o wysokie koszty eksploatacyjne tradycyjnych oczyszczalni albo trudności z zatrudnieniem wykwalifikowanych pracowników do obsługi ich instalacji. Wyzwaniem związanym z ich budową mogą być praktycznie tylko wymagania terenowe. Do obsługi ok. 1500 do 2000 tys. mieszkańców potrzeba ok. hektara terenu.

Pasywne systemy oczyszczania ścieków typu ConstructedWetlands są uniwersalne, ponieważ oczyszczają ścieki różnego rodzaju. Są one efektywne ekonomicznie już dla miejscowości od 100 mieszkańców i łatwe do rozbudowy. Przy tym idealnie sprawdzają się w miejscowościach turystycznych, w których liczba mieszkańców w znacznym stopniu podlega wahaniom sezonowym, co ma bezpośrednie przełożenie na dużą zmienność w ilości generowanych ścieków.

Oczyszczanie ekologiczne

Oczyszczalnia typu ConstructedWetland naśladuje warunki hydrauliczne i siedliskowe naturalnych ekosystemów bagiennych. W takim gruntowo-roślinnym systemie, w którym gleba występuje w stanie nasycenia wodą, na odpowiednich filtrach i z udziałem różnorodnych mikroorganizmów, zasiedlonych w rozwiniętym systemie korzeni i kłączy roślin wodnych i wodolubnych, zachodzi biologiczny proces oczyszczania. Ogromną rolę do odegrania w systemach pasywnych mają właśnie mikroorganizmy: degradują i asymilują związki węgla, zatrzymują związki fosforu i metale ciężkie, odpowiadają za asymilację i ulatnianie związków azotu oraz wytrącanie związków siarki. To rozwiązanie naturalne i ekologiczne, w którym nie stosuje się chemii. W porównaniu do tradycyjnych oczyszczalni zużywa się także o wiele mniej energii.

Tego typu oczyszczalnie pasywne w naturalny sposób odzwierciedlają system bagienny. Co ciekawe, żyjące w nim organizmy dostosowują się do zmieniających się warunków – ilości materii do przetworzenia czy temperatury. To w odróżnieniu od tradycyjnych systemów, gdzie trzeba precyzyjnie kontrolować warunki, odpowiednio napowietrzać czy utrzymywać stężenie pierwiastków, poprawnie uruchomiony system pasywny skutecznie działa przez lata bez większej ingerencji człowieka.

Skutecznie i naturalnie

Pasywne systemy oczyszczania ścieków typu Constructed Wetland są popularne w wielu  miejscach na świecie. Obiekty tego typu działają np. w Czechach. Przykładowo instalacja w Velká Jesenice działa już blisko dwie dekady stanowiąc namacalny dowód, że systemy ConstructedWetland doskonale radzą sobie w klimacie środkowoeuropejskim, a w szczególności tak samo skutecznie jak latem oczyszczają ścieki zimą. Są one przy tym przyjazne dla okolicznych mieszkańców: wyglądają naturalnie i nie wydzielają nieprzyjemnych zapachów.

W Polsce takich ekologicznych oczyszczalni wciąż jest niewiele, ale cieszą się one rosnącym zainteresowaniem. Jednym z działających obiektów jest uruchomiona w 2020 r. oczyszczalnia ścieków w Białce w woj. Lubelskim, która została wybudowana także przez konsorcjum RDLS i Dekonta. Uruchomiony obiekt o przepustowości 180m3 na dobę jest w stanie obsłużyć zarówno 250 stałych mieszkańców, jak również tysiące turystów, którzy zjawiają się tutaj każdego roku – w okresie letnim łączna liczba osób na terenie miejscowości sięga 2,5 tys.

RDLS jest jednym z pionierów projektowania i budowy pasywnych systemów Constructe Wetland w Polsce. Firma posiada know-how, a dzięki współpracy z doświadczonymi ekspertami z Dekonta jest w stanie realizować projekty w różnych częściach świata, w dowolnej skali i o dowolnym stopniu złożoności, w tym tworzyć systemy zautomatyzowane, których obsługa wymaga jedynie minimalnego zaangażowania człowieka.